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促光热发电健康发展 助能源转型稳步实施

发布日期:2020-07-03 18:24来源:未知

  要实现我国能源成长计谋方针,“十四五”时代太阳能发电、风力发电装机比重必将进一步提拔。然而,光伏发电和风电的间歇特征,需要配套储能电站才能承担电力保障,是以,电力系统对储能电站容量的需求也将随之越来越大。光热发电集发电与储能为一身,是能够供应靠得住电力和天真调节特征的可再生能源发电体例,是实现我国能源转型不成或缺的主要手艺手段。

  一、成长光热发电的需要性

  1.聚光储热发电的手艺优势

  光热发电最首要的手艺优势是经由装备储热系统,机组的发电功率不乱靠得住,根基不受光照强度转变的影响,能够实现陆续24小时发电,并具有优良的调节机能,是极具成长前景的可再生能源发电手艺。

  (1)出力不乱

  光热发电机组装备储热系统,发电功率不乱靠得住,当储热系统容量足够大时,光热发电机组可实现24小时陆续不乱发电。是以,它能够在电网中承担根基负荷。

  (2)调峰机能优异

  光热发电机组启动时间、负荷调节局限等机能优于燃煤机组,可介入电网调峰。光热发电机组的优良调峰机能,可增加电力系统消纳新能源电力的能力,削减弃风、弃光损失。

  (3)介入电力系统调频

  光热发电可凭据电网用电负荷的需要,快速地调节汽轮发电机组的出力,介入电力系统的一次调频和二次调频,还可为电力系统供给迁移惯量支撑,维持系统频率不乱。

  (4)可应对极端天色前提

  在风电和太阳能发电比重较大的电网中,在延续的极端景象前提下,电力系统贫乏发电功率时,光热发电机组能够作为应急保障发电机组,操纵自然气加热熔盐(或导热油),实现机组满负荷不乱发电。光热发电机组要具备这种发电模式,仅需具备自然气供给前提并装备备用的自然气熔盐(或导热油)加热炉,备用成本低。

  (5)可兼做储能电站

  光热发电机组设置大容量熔盐储热系统,具备操纵夜间弃风电力加热熔盐进行储能的前提,在次日早岑岭时段行使储热系统发电,从而起到储能电站的感化。在这种模式下,其新增投资成本只有额外增加的熔盐电加热设备。

  2.光热发电在国际上的成长近况

  截至2020年3月底,全球光热发电装机约6550MW,首要分布在西班牙、美国、中国、摩洛哥、南非、印度、以色列和阿联酋等国度。全球在建的光热发电机组首要分布在阿联酋、摩洛哥、智利、中国和希腊等国度。全球部门光热发电项目见表1。

  3.我国光热发电家当在国际市场上的地位

  “十三五”时代,我国光热发电家当成长敏捷,其焦点手艺和设备已走向国际市场,其具有很大的成本优势,已成为国际光热发电财产链中的主要一环,有力鞭策了国际光热发电成本的下降。

  摩洛哥努奥二期200MW槽式光热发电机组和努奥三期150MW熔盐塔式光热发电项目离别为今朝世界上单机最大的槽式和塔式光热发电项目,我国山东电建三公司与西班牙SENER公司结合承担了总承包工作,西北电力设计院有限公司介入了工程设计工作。

  阿联酋迪拜950MW太阳能光热光伏夹杂发电项目(1×100MW熔盐塔式光热发电项目、3×200MW导热油槽式光热发电项目和250MW光伏发电项目构成)为全球最大装机规模光热发电项目,上海电气电站集团承担总承包工作,国内多家设计票据和设备厂家介入扶植工作。中国丝路基金介入投资该项目,中国工商银行、中国银行和中国农业银行等中资银行供应高出70%的贷款。过程融资、税收和地盘一系列优惠政策,该项目电价仅为7.3美分/kWh。

  中国葛洲坝集团国际工程有限公司和浙江中控太阳能手艺有限公司作为结合体中标了希腊MINOS 50MW熔盐塔式光热发电项目的总承包合同,开创了中国光热发电家当以“手艺+设备+工程”模式走向国际市场的先河。

  二、我国成长光热发电的有利前提

  1.我国的资源前提

  我国具有丰硕的太阳能直接辐射资源,首要分布在内蒙古自治区西北部、甘肃省西部、青海省的柴达木盆地和新疆维吾尔自治区东部。同时,这些区域具有广袤的未哄骗地盘资源,具备大规模开发光热发电基地的前提。今朝,处所当局已规划10余个光热发电基地,总规划容量60GW,“十四五”时代可供开发的规模高出8GW。

  凭据对以上区域地盘资源、水资源及用水指标调研,内蒙、甘肃、青海、新疆哈密和兵团十三师等地域可支撑光热发电的成长规模如表2所示。

  2.我国光热发电家当成长近况和优势

  我国经由10余年的手艺开发,已经把握了光热发电的焦点手艺,格外是“十三五”时代,在国度能源局组织的第一批光热发电示范项目的带动下,我国光热发电工业成长迅猛,已经形成了完整的家当链,涌现出浩瀚的专业从事光热发电手艺开发和设备制造的企业,开发了一系列具有自立常识产权的手艺和专用设备。经国外第三方检测,国内生产的光热发电的环节设备(集热管、集热器、定日镜等)的手艺参数及要害手艺指标已与国际成熟供货商产物相当。吸热器、换热器、汽轮发电机组及其辅机等设备制造手艺与传统火力发电行业差别不大,国内相关企业已经开发了光热发电相关设备,能够知足大规模成长光热发电的市场需求。第一批光热发电示范项目中使用的设备、材料国产化率跨越90%。有关光热发电工程设计、设备制造、安装、运行维护及机能验收等尺度正在陆续编制,慢慢创设和完美光热发电尺度系统。

  2018岁尾并网发电的示范项目,经由约半年时间的善后工作,已投入贸易运行,运行情形良俦。以中控德令哈50MW为例,从2019年9月底移交生产并进入为期一年的机能审核期,截止到2020年3月26日,除了受天色影响外,没有因设备故障而影响发电,实际运行158天,累计发电量7486.96万千瓦时,平均发电量告竣率97.06%,个中2020年前三个月的发电量杀青率跨越100%。验证了我国自立研发的光热发电手艺及装备的靠得住性和前辈性。一些从事光热发电手艺开发、设备制造、工程设计、施工安装的企业已经介入到国际市场竞争中,有些企业已经成为国际光热发电项目的供货商。我国光热发电家当已成为实施“一带一路”计谋的优势财产。

  3.我国光热发电的成本下降趋势

  2018年12月31日以前投运的第一批光热发电示范项目执行含税上彀电价1.15元/千瓦时。经由示范项目扶植,国内光热发电行业初步实现了设备材料的批量化生产和生产工艺流程的优化,今朝开展前期工作的光热发电项目的初始投资成原形比光热发电示范项目有了进一步降低。以在甘肃玉门区域某100MW熔盐塔式光热发电机组(装备12小时的熔盐储热系统)为例,设计年发电量约3.9亿千瓦时,按经营期25年,项目本钱金财务内部收益率10%测算,项目经营期含税上彀电价约1.03元/千瓦时。

  跟着将来我国光热发电工业的进一步成长,产能的不休扩大和手艺的不休提高,光热发电成本下降空间很大。以2018年投运的光热发电项目的手艺和政策等鸿沟前提为根蒂,对国内光热发电项目的上彀电价趋势进行猜测,当我国累计光热发电装机容量达到6.5GW时,光热发电的上彀电价会下降到约0.76元/kWh。

  三、光热发电的感化和成长定位

  1.提拔跨区域输电的可再生能源比重

  连系我国西电东送计谋,在西北的电力外送通道送出端规齐整定比例的光热发电机组,过程设置12小时及以上的储热系统,可替代燃煤机组为系统供应不乱的电力供给,可显著提拔输电通道的可再生能源电力比重,与摆设光伏+电池储能电站比拟,具有更好的靠得住性和经济性。与此同时,光热发电作为同步发电机电源,可为系统供应迁移惯量和需要的频率、电压响应,为系统的不乱运行供应手艺保障。

  2.知足电力系统调峰的火急需求

  与燃煤发电机组比拟,光热发电机组具有启停时间更短、负荷调节局限更广、负荷调节速度更快等长处,具有更好的调节机能。

  在电力系统中光伏发电出力较高时,光热发电机组可将太阳能资源以热能的形式储存在储罐中,机组降低出力运行,为光伏发电让出发电空间。晚岑岭时段,经由储热系统发电,知足电网晚岑岭负荷需求。电网夜间进入低谷负荷时代,光热发电机组能够停机,给风电让出发电空间。是以,过程调峰运行,光热发电可增加电力系统消纳可再生能源电力的能力,削减弃风、弃光造成的电力损失。

  3.消纳燃煤发电装备制造业过剩产能

  近年来,我国煤电全家产链面临产能过剩场面,“十四五”时代估计煤电新增装机容量有限,而国内哈尔滨电气、东方电气和上海电气等主机厂及为燃煤电厂配套的辅助设备和材料厂商,每年的产能在1亿千瓦以上,煤电装机断崖式下滑,国内电力装备制造业面临伟大产能过剩压力。

  光热发电的吸热器、换热器、汽轮发电机组及其辅机等设备制造手艺与传统火力发电行业差别不大,国内相关企业已经开发了用于光热发电的设备,第一批光热发电示范项目中使用的设备、材料国产化率跨越90%。这些设备和材料,均起原于我国的煤电家当链中的过剩产能企业,光热发电项目有效带动了燃煤发电装备制造业过剩产能的转型。

  4.提高我国机电装备国际市场占有率

  历久以来,我国与“一带一路”沿线国度在电力方面的合作以煤电为主,近几年每年出口燃煤机组容量600~1000万千瓦。为了减缓全球天气变暖,掌握温室气体排放已成为国际共识。跟着列国对碳减排力度的加大,鼎力鞭策可再生能源发电成为成长趋势,我国出口海外的燃煤发电装备和工程也将随之削减。

  在北非及中东区域、非洲南部、澳洲、北美洲西南部、南美洲中南部等地域拥有富厚的太阳能直接辐射资源和未行使地盘资源,跟着光热发电在高比例可再生能源发电系统中感化的凸显,上述区域国度对光热发电愈加青睐,工程项目也将日趋增多。

  “十四五”时代连结我国必然的光热发电新增装机规模,促进我国光热发电家产的手艺提高和边际成本下降,能够进一步提拔国内光热发电手艺开发、设备制造、工程设计和施工安装的国际竞争力,有利于扩大国内机电装备在国际市场上的份额,为“一带一路”倡议的实施供应强有力的撑持,为全球能源转型做出进献。

  四、关于光热发电的几点建议

  1.成长区域

  我国甘肃西部、新疆东部、青海西北部和内蒙西部等区域具有丰硕的太阳能和风能资源,自2006年以来,风电、光伏等新能源发电迅猛增进,但与之相伴而生的是弃风、弃光等问题日益凸起。为实施西电东送计谋,国度规划扶植了多条特高压电力外送通道(如:酒泉至湖南的祁韶线、哈密至郑州的哈郑线、上海庙至山东的特高压直流输电线路、青海至河南的特高压直流输电线路等),因为当前全国煤电机组过剩,导致送出端的部门煤电机组缓建,致使外送通道送电功率未达到设计能力,同时因为调峰电源的不足,影响了可再生能源电力的外送。

  光热发电是集发电和储能为一身的可再生能源发电格局,完全能够替代燃煤发电机组,在输电通道中施展不乱功率、灵动调节的感化。是以,建议在电力外送通道的送出端,有序开展光热发电机组的扶植,以光热发电机组替代燃煤机组,可显著提高可再生能源的输送比重。

  2.成长规模

  为充实施展光热发电手艺优势,促进新能源消纳,助力国度能源转型方针的实现,同时又能促进光热发电家当链持续健康成长,到2025年末,光热发电累计装机容量力争达到6.3GW。个中,青海海西州和海南州2GW,甘肃酒泉、张掖、金昌和武威区域2GW、新疆哈密区域2GW、内蒙古阿拉善盟和巴彦淖尔0.3GW。

  3.项目用地政策

  尽管光热发电项目使用的地盘是戈壁、沙漠等国有未操纵地盘,可是凭据今朝光热发电项目的实施状况,一些项目的用地费用在发电成本中约占5.72%,与其他国度的光热发电项目用地费用为零比拟,提高了上彀电价约0.075元/kWh。为降低光热发电的用地成本,建议接纳以下办法:

  (1)建议赐与光热发电项目永远性举措用地及暂时用地优惠政策以及地盘税减免政策。

  (2)对塔式光热发电项目镜场用地减免水土连结赔偿费或仅按照定日镜根基面积征收。

  4.融资优惠政策

  因为光热发电项目投资高,贷款数额大,贷款利率对光热发电成本的影响不容忽略。今朝我国贸易银行供给光热发电项目的贷款利率在5%摆布,融资费用在发电成本中占比高出20%,与我国贸易银行为海外项目供应的贷款利率2%比拟,上彀电价提高约0.14元/kWh。是以,建议当局主管部门出台政策,对“十四五”时代开工扶植的光热发电项目,由国度政策性银行供应优惠贷款,以降低光热发电项目融资成本。

  5.税收优惠政策

  按照今朝的企业所得税政策,所得税和城建税及教育费附加在光热发电不含税电价中的占比约10.16%,若是可以对“十四五”时代开工扶植的光热发电企业赐与所得税减半征收的优惠政策,则上彀电价可降低0.02元/kWh。

  按照今朝增值税政策,假如可以对“十四五”时代开工扶植的光热发电项目赐与增值税即征即退50%的优惠政策,电价可降低约0.03元/kWh。

  6.上彀电价政策

  因为今朝我国的光热发电总装机规模小,家产链处于初期成长阶段,边际成本较高,在没有电价政策支撑的环境下,财产链难以维持,更谈不上成长强大,发电成本也无法降低。《关于促进非水可再生能源发电健康成长的多数定见》(财建〔2020〕4号)明确:新增光热发电项目不再纳入中央财务补助规模,毫无疑问,这将给我国光热发电家产链的生存和成长带来非常晦气的影响,必需设法解决。

  今朝我国电源的上彀电价形成机制是按照电源投资的基准收益率确定上彀电价,这种订价格局并没有表现电力品质的好坏,也没有反映市场的需求。而在电力市场上,无论是电网公司仍是电力用户都需要不乱靠得住、调节矫捷的电力供给。跟着我国风电和光伏在系统中的占比增大,这一矛盾将加倍凸起,介入调峰的燃煤机组均显现吃亏。为领会决这一问题,近折半省份已出台了峰谷分时发卖电价政策,有效调节了电力供需矛盾,遗憾的是这个有效的市场调节手段并没有向电源侧传导。

  建议在“十四五”时代,首先在西部区域电力外送通道的电源侧,研究实施以受电地域电网峰谷分时段发卖电价为根本、扣除电网的投资运营成本、倒推至电源侧的上彀电价形成机制,使上彀电价或许充裕表现电力品质和市场需求。若实施如许的上彀电价形成机制,并将峰谷分时上彀电价在历久购电和议中固定下来,光热发电完全能够将发电量集中在岑岭和平峰时段,即知足了电力系统的调峰需求,也使投资者或许获得合理的投资回报。(■孙 锐 作者供职于电力规划设计总院)

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